淺談超大型特殊鋼構(gòu)件工程施工

1、淺談超大型特殊鋼構(gòu)件工程施工    摘要：隨著工程技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，大型標(biāo)志性公共設(shè)施為滿足建筑風(fēng)格或造型的需要，建筑大師們往往會(huì)采用大膽的設(shè)計(jì)，從而會(huì)產(chǎn)生特殊性的建筑結(jié)構(gòu)。這些特殊性建筑結(jié)構(gòu)通常是建筑工程施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)，是工程施工所需要面臨的重大挑戰(zhàn)。本文以深港西部通道旅檢大樓工程為實(shí)例，通過此工程中超大型變截面橢圓鋼斜立柱工程策劃與管理、質(zhì)量控制的成功經(jīng)驗(yàn)，提出了關(guān)于超大型特殊鋼構(gòu)件工程施工的幾點(diǎn)建議。關(guān)鍵詞：工程施工鋼構(gòu)件特殊超大型 一、工程簡(jiǎn)介 深港西部通道旅檢大樓位于深圳市南山區(qū)后海灣，是深港西部通道口岸區(qū)的主體建筑和標(biāo)志性建筑，總建筑面積約

2、5.5萬(wàn)平方米。本工程是 “十·五”國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)計(jì)劃深港西部通道的重要組成部分，是慶祝香港回歸十周年獻(xiàn)禮項(xiàng)目，是迄今為止世界上規(guī)模最大的現(xiàn)代化、智能化陸路口岸。 深港西部通道旅檢大樓建筑造型寓意為一只啟航的船，該建筑造型是通過建筑頂部鋼結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。旅檢大樓建筑造型的關(guān)鍵之處是大樓北端的“船頭”，是建筑造型的點(diǎn)晴之筆。 大樓北端“船頭”的結(jié)構(gòu)由兩根變截面橢圓形鋼斜立柱和三根箱形主鋼梁（單件各重約100噸）組成的40米大懸挑結(jié)構(gòu)支撐體系。相比而言，該結(jié)構(gòu)中的變截面橢圓形鋼斜立柱施工難度最大，是關(guān)鍵性、控制性項(xiàng)目。 二、工程策劃與管理 變截面橢圓形鋼斜立柱與地面成56°夾角，最

3、大截面尺寸為2150×1750mm，最小截面尺寸為1000mm，長(zhǎng)40米，單根重量約98噸，其材質(zhì)為40mm厚Q345鋼板，斜立柱外表裝飾層為氟碳漆涂料。根據(jù)上述數(shù)據(jù)可知： 1、鋼構(gòu)件體積大、噸位重，為連續(xù)性變截面； 2、所用板材厚、材料強(qiáng)度較高； 3、成形后外觀質(zhì)量要求高； 4、安裝三維定位精度要求高； 綜合考慮到工程實(shí)施的實(shí)際情況，在受工程經(jīng)濟(jì)成本、工程進(jìn)度時(shí)間，以及工程場(chǎng)地條件等因素限制下，此鋼斜立柱施工的重難點(diǎn)體現(xiàn)在： 1、在保證質(zhì)量的前提條件下，在可接受成本、可控時(shí)間內(nèi)選擇合適的加工制作工藝是項(xiàng)目成功的關(guān)鍵。 2、在受限于場(chǎng)地條件下選擇安全、合理的安裝工藝是項(xiàng)目成功的重要保

4、障。 根據(jù)以上分析，針對(duì)工程特點(diǎn)實(shí)施了工程策劃，建立了八大工程管理策略： 1、采取專業(yè)化施工策略：實(shí)施鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)工程分包公開招標(biāo)，選取具有鋼結(jié)構(gòu)工程專業(yè)一級(jí)承包資質(zhì)的承包商承擔(dān)施工任務(wù)； 2、建立三方審查機(jī)制：鋼構(gòu)件深化設(shè)計(jì)圖、加工制作和安裝工藝，以及生產(chǎn)制作廠家必須經(jīng)業(yè)主方、監(jiān)理方和設(shè)計(jì)方三方審核或現(xiàn)場(chǎng)考察確認(rèn)； 3、啟用專家評(píng)審機(jī)制：鋼構(gòu)件制作安裝方案必須經(jīng)專家評(píng)審會(huì)評(píng)審?fù)ㄟ^； 4、實(shí)施全過程監(jiān)控方案：從原材料進(jìn)場(chǎng)、鋼構(gòu)件下料加工直至安裝完成全過程實(shí)行全過程、全方位監(jiān)督檢查； 5、采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)：先建立鋼斜立柱三維模型，經(jīng)確認(rèn)后據(jù)此模型為基礎(chǔ)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)； 6、建立特殊工序模擬方案

5、：在鋼構(gòu)件成形、斜立柱組裝、現(xiàn)場(chǎng)對(duì)接焊接工位等特殊工序?qū)嵤┠M施工演練方案； 7、建立關(guān)鍵工序開工許可機(jī)制：在關(guān)鍵工序如成形、焊接、組裝、安裝等節(jié)點(diǎn)設(shè)置施工開工申報(bào)審查，經(jīng)確認(rèn)許可后開始施工； 8、建立第三方檢測(cè)機(jī)制：所有檢驗(yàn)、試驗(yàn)和測(cè)量由獨(dú)立、具有專業(yè)檢測(cè)資格的第三方負(fù)責(zé)執(zhí)行； 在工程實(shí)際實(shí)施過程中，根據(jù)工程策劃建立的管理方略，取得了良好的管理效果，主要體現(xiàn)在如下四個(gè)方面： 1、經(jīng)過全國(guó)公開招標(biāo)，選擇了具有一級(jí)鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)施工資質(zhì)的國(guó)內(nèi)大型工程施工企業(yè)作為本工程施工專業(yè)分承包商，并通過三方審查機(jī)制選取了國(guó)內(nèi)知名大型鋼結(jié)構(gòu)制作廠承擔(dān)鋼構(gòu)件的工廠制作任務(wù)。依靠其良好的工程技術(shù)能力、豐富的工程管理經(jīng)

6、驗(yàn)、優(yōu)勢(shì)的工程資源為工程取得成功奠定了良好的基礎(chǔ)。 2、通過三方審查機(jī)制、特殊工序模擬、專家評(píng)審等方法，經(jīng)多次現(xiàn)場(chǎng)考察、反復(fù)比對(duì)評(píng)審后選取了“折管加工工藝焊接拼裝工藝”（即鉚焊組合工藝）作為斜立柱鋼構(gòu)件加工成型工藝，以及采取整體吊裝的安裝方案，確保了在工程質(zhì)量、工程成本、工程進(jìn)度時(shí)間周期等方面滿足了工程要求，是工程取得圓滿成功的根本保證。 3、通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、特殊工序模擬、專家評(píng)審等技術(shù)手段，設(shè)計(jì)出了準(zhǔn)確、精細(xì)的鋼構(gòu)件工廠加工制作圖紙；制訂了安全、合理、完善的制作安裝施工方案，為安全、高質(zhì)量完成工程創(chuàng)造了良好的技術(shù)條件。 4、通過派駐廠監(jiān)理工程師和第三方檢測(cè)師、定期三方聯(lián)合檢查、現(xiàn)場(chǎng)巡檢和

7、旁站監(jiān)理等措施實(shí)施了全過程、全方位的施工監(jiān)控，并實(shí)施了關(guān)鍵工序許可制，確保構(gòu)件制作和安裝的質(zhì)量滿足了設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。 三、工程質(zhì)量控制 本工程超大變截面橢圓形鋼斜立柱既是建筑結(jié)構(gòu)的重要受力部件，同時(shí)也是建筑造型的重要裝飾件，因此保證該鋼構(gòu)件的質(zhì)量是各項(xiàng)管理工作的重中之重。在工程實(shí)際施工過程中，主要從三個(gè)大的方面入手實(shí)施了全過程、全方位的工程質(zhì)量控制計(jì)劃。 1、從工程質(zhì)量管理角度：利用合理有效的組織措施、技術(shù)措施、經(jīng)濟(jì)措施和合同措施等管理措施，強(qiáng)化管理體系、提高管理效率和質(zhì)量意識(shí)，以確保工程質(zhì)量。主要采取的措施包括： （1）組織措施：建立由專業(yè)監(jiān)理工程師、設(shè)計(jì)方現(xiàn)場(chǎng)代表、施工方項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人、加

8、工制作方項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人等人員組成的質(zhì)量聯(lián)合工作小組，工作小組負(fù)責(zé)處理與立柱質(zhì)量相關(guān)事宜。同時(shí)考慮到加工成形工序和焊接工序是決定立柱質(zhì)量的關(guān)鍵過程，因此在這兩個(gè)工序設(shè)置了QC小組，其成員由技術(shù)員、質(zhì)檢員、工長(zhǎng)、技術(shù)工人等人員組成，QC小組接受質(zhì)量綜合工作小組的監(jiān)督和指導(dǎo)。通過這種組織安排，既能及時(shí)、高效協(xié)調(diào)并處理施工過程中存在的相關(guān)問題，同時(shí)可通過QC小組將各種控制措施和要求落實(shí)到具體的施工過程和關(guān)鍵性工序中。 （2）技術(shù)措施：首先采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)按1:1比例創(chuàng)建立柱三維實(shí)況模型，以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工廠加工圖和放樣圖；其次在加工制作中采用了成熟的鉚、焊組合工藝，有效地控制了加工制作質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)；再次采

9、用了成熟、高效的半自動(dòng)CO2氣體保護(hù)焊和埋孤自動(dòng)焊接工藝，既提高了焊接一次性合格率，又能保持焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性。在焊縫質(zhì)量檢測(cè)中，在外觀檢測(cè)合格基礎(chǔ)上，采用了“超聲波檢測(cè)（UT）磁粉檢測(cè)（MT）”組合式無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，從內(nèi)到外讓一切焊接質(zhì)量缺陷無(wú)處可遁。以專家評(píng)審方式審查立柱吊裝方案和立柱現(xiàn)場(chǎng)對(duì)接口模擬焊接試驗(yàn)驗(yàn)證現(xiàn)場(chǎng)焊接工藝參數(shù)，選取了安全、合理、科學(xué)的安裝工藝，確保了立柱安裝質(zhì)量。通過上述技術(shù)措施，提高了各關(guān)鍵過程的質(zhì)量保證能力，降低了質(zhì)量缺陷產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)，為工程質(zhì)量提供了良好的技術(shù)支撐。 （3）經(jīng)濟(jì)措施：在充分考慮到立柱加工制作及安裝施工的難度，在鋼結(jié)構(gòu)工程招標(biāo)工程量清單中增設(shè)了立柱制作安裝措

10、施費(fèi)清單項(xiàng)，提高了立柱制作安裝施工標(biāo)底價(jià)格，為立柱制作安裝創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。在工程施工過程中，制定了工程質(zhì)量獎(jiǎng)勵(lì)制度，以質(zhì)量保證措施執(zhí)行率和質(zhì)量檢測(cè)一次合格率作為主要考核指標(biāo)每周考評(píng)一次，對(duì)考核達(dá)到優(yōu)良的班組頒發(fā)質(zhì)量?jī)?yōu)勝流動(dòng)紅旗和質(zhì)量獎(jiǎng)金，良好的激勵(lì)機(jī)制提高了作業(yè)人員的質(zhì)量意識(shí)，調(diào)動(dòng)了作業(yè)人員的執(zhí)行技術(shù)質(zhì)量方案的積極性，取得了良好的效果。 （4）合同措施：在鋼結(jié)構(gòu)工程招標(biāo)文件和工程承包合同中明確規(guī)定了工程質(zhì)量必須達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，同時(shí)在與工程質(zhì)量密切相關(guān)的如原材料、技術(shù)工藝、施工方案、過程控制、檢測(cè)和試驗(yàn)、歸檔資料等方面制定了詳盡的要求，明確了相關(guān)各方的權(quán)利、責(zé)任和義務(wù)，為保證工程質(zhì)量建

11、立了良好的合同條件。 2、從工程質(zhì)量影響因素角度：根據(jù)工程實(shí)際情況對(duì)影響工程質(zhì)量因素源即：人、機(jī)、料、法、環(huán)等五大方面制定了針對(duì)性的控制措施，見下表所示： 3、從工程質(zhì)量控制角度：根據(jù)各工序?qū)?gòu)件最終質(zhì)量的影響程度，設(shè)置了三個(gè)等級(jí)的質(zhì)量控制點(diǎn)，即檢視（Inspect ）點(diǎn)、見證 (Witness) 點(diǎn)和停止 (Sport) 點(diǎn)，對(duì)不同等級(jí)的質(zhì)量控制點(diǎn)采取相對(duì)應(yīng)的質(zhì)量控制手段，通過這種“以點(diǎn)帶面”方式對(duì)施工全過程的施工質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控?？刂拼胧┮娤卤恚?四、結(jié)論 在工程各參與方的共同努力和協(xié)作下，該工程于2006年8月完成工程施工，并榮獲深圳市2006年優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)工程獎(jiǎng)。從本工程的成功中可以體會(huì)到：

12、1、成功的項(xiàng)目管理是工程取得成功的根本保證，而全面的、細(xì)致的工程策劃是項(xiàng)目管理取得成功的鑰匙。工程策劃可為項(xiàng)目管理建立良好的行動(dòng)指南，對(duì)項(xiàng)目管理起著決定性作用。 2、積極發(fā)揮工程各參與方的作用，充分利用外部資源，建立合理有效、群策群力的組織機(jī)制是項(xiàng)目管理成功的捷徑之路，也是工程獲得成功最有效的支撐。 3、合理選用技術(shù)可靠、成熟穩(wěn)定的加工制作和安裝工藝是確保超大型特殊性鋼構(gòu)件類工程施工取得成功最具有決定性的技術(shù)保障條件。 4、從多角度、多環(huán)節(jié)建立全面的、全過程的質(zhì)量控制措施是保證工程質(zhì)量有效的可靠手段。 5、充分利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、工程模擬技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段是超大型特殊性鋼構(gòu)件類工程施工獲得成功最有力的臂膀。注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)以PDF形式查看。